发布时间：2023-10-18 10:22:33
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的防电磁辐射的方法样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
中图分类号：O44 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0343-02
1 电磁辐射的概念及其放射源
电磁辐射是一种普遍的物理现象，它是由空间共同移动的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生的。换句话说：电磁辐射就是指“能量以电磁波的形式由放射源发射到空间的现象”。
电磁辐射源通常分成两大类:一是自然界电磁辐射源，来自某些自然现象，如雷电、台风、太阳的黑子活动与黑体放射等。而这种电磁辐射源常常会被我们忽视和淡化！我们所一直关注的电磁辐射源，其实只是电磁辐射源的其中一种，即：人工型电磁辐射源。人工型电磁辐射源、来自人工制造的若干系统或装置与设备，其中又分放电型电磁辐射源、射频电磁辐射源及工频电磁辐射源。
2 电磁辐射对人体的危害
1998 年世界卫生组织列出电磁辐射对人体的五大影响但归纳起来，我们可以把电磁辐射对人体的危害分为：热效应，非热效应和积累效应三种。
3 防电磁辐射服装织物及面料
防电磁辐射服装的面料对于电磁波的防护起着决定性的作用。因此在选用电磁辐射防护服装时，应了解防护服装所采用的面料，及其工作原理。由于电磁辐射的频率高低不同，所以我们必须按其高频和低频辐射的特点，用不同的织物及面料进行防护。对电磁辐射的防护需要材料有好的导电性或导磁性，所以不锈钢纤维、具有良好导电性能的银、镍、铜的电镀纤维或织物、填充炭黑、导电化合物和吸波添加剂的有机复合导电纤维便应运而生，而且市场上也出现了各种各样的电磁屏蔽织物和面料。
制成方法：利用金属材料，如采用金属丝网罩隔离装置和用金属粉处理过的服装；利用金属纤维和其他纤维混纺成纱，再织成布。
3.1 防辐射织物、面料的一般分类及特点
目前国内、外采用的防电磁辐射织物有三种，工作原理都是通过基料表面所形成的良好导电性能，使其具有抗电磁波的功能。通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作用：
(1) 合金纤维混纺：采用不锈钢纤维与其他化纤、棉等纤维混纺形成电磁屏蔽织物，具有耐洗涤、耐磨、柔软、手感好、透气、抗静电、防电磁辐射等功能。
特点：透气性好、服饰感强、耐洗涤、手感好。
适用范围:这种面料目前使用最广,其可以被制成各类防辐射服装,如医护类、孕妇防护类等。
(2) 多离子织物：采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上，形成一定的电磁屏蔽功能的织物能保持原普通织物的性能、颜色和手感。
特点：柔软、透气、服饰感强、服饰使用范围宽。
适用范围:可以制成T恤、内衣、床单、蚊帐等。
(3) 金属化织物：采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层，形成电磁屏蔽织物。
特点：镀膜薄、附着力强、柔软、透气性好、使用频率宽、屏蔽效能高。其中，金属化织物是目前国内外最新一代技术产品，比前两种织物更具有以下显著特点：工作频率宽、屏蔽效能高、使用领域广。
3.2 屏蔽高频电磁辐射面料的类型
3.2.1 混纺梭织屏蔽布
外表与普通面料一样，采用纳米金属屏蔽纤维与其他纤维混纺织成，屏蔽纤维直径只有头发的1/12，比蚕丝还细腻柔软。
此面料经过及测试中心检测屏蔽效果达到99.9%（30dB以上），同时保留了普通面料的柔软性、均匀性、透气性、耐洗性、致密牢固、使用年限长等特点。
3.2.2 纳米离子屏蔽布
采用高科手段，将金属纳米离子置入到织物的内部，从而达到电磁屏蔽的作用。屏蔽率达到99.9999%（70dB以上），防辐射能力强，适合电子电器内部防辐射；电信发射机房、基站、电视广播雷达发射台等的电磁防护，可作为机器设备的覆盖物，或制成衣服的夹层，只可轻轻擦洗，不可揉搓。同时这种面料还可以起到远红外保健、抗静电、杀菌作用：能促进和改善人体浅表组织微循环，增强人体的新陈代谢，对机体具有良好的保健作用。
3.3 检测防电磁辐射面料的一般方法
(1) 测导电性
用万用表检测到有良好的导电性，普通面料则没有导电性。
(2) 用火烧屏蔽布
混纺布会剩下一层屏蔽丝网；而纳米离子布则剩下一堆金属粉末。
(3) 使用手持式电磁辐射测试仪
有辐射时红灯亮，用防辐射布挡住后，绿灯亮，表明辐射已被屏蔽。
(4) 包裹测试发
将手机等包裹在防电磁辐射屏蔽布或服装中,看其信号是否减弱。
3.4 dB和屏蔽率的换算
dB和屏蔽率的换算率是：3dB50%；6dB75%；9dB87.5%；
12dB93.75%；30dB99.9%；70dB99.9999%；
3.5 防辐射服dB值是否越高越好
答案是否定的。作为防辐射服装，首先要有服装的基本性能，比如可洗涤，透气性，穿着舒适性，同时要能满足家电的防辐射。除非在雷达，发射台等特殊高辐射场合，美国军用标准规定大于15db。一般家用电器，如防电脑，微波炉等的辐射，由15db即可。大于60db，99%的织物表面上可以包住手机的辐射，但大多是电镀金属的织物，洗涤几次就不行了。
4 防电磁辐射服装发展现状及其展望
目前市场防辐射服装品种单一的情况，但我们可以将研发制作方向分为：金融、广电、IT、电力、电信、民航、铁路、医疗、生活进行分类。 在接下来的产品中，我们不仅要注意产品的防电磁射功能，同时还可以增加服装的防紫外线、防风、拒水、防污、防蛀、抑菌、防臭的功能。
我们必须注意到，目前市场上出现的防辐射服装仍存在一定的发展问题，如：品种太过单一、品种不全、屏蔽效果参差不齐且多为妇女防护用品如吊带、连衣裙等。二是针对防辐射服装世界上并未形成标准化的计算单位和检测方法。三是具有防辐射功能织物原理均为反射和吸收两种，而面料一般只有三种，要想达到令人更加满意的效果我们必须研发更新更好的材料，至于什么材料可以更好的使防电磁辐射功能在服装中进行应用，这仍有待进一步的研究。
据了解，中国工程院院士、西安工程大学博士生导师姚穆教授的一项研究将有望填补国内外空白。一直从事提高服装穿着的舒适性和健康素质方面研究的姚穆教授带着博士生们，动手制作检测设备，从无数种检验方式中得到逐渐清晰的规律，三年来，渐渐摸索出一套独特的检测方法。他们研究的防电磁辐射纺织品的检测与标准制定项目，如果通过国家认证，将为防电磁辐射服装的生产、检测提供科学的数据和标准。不久的将来，人们将穿上放心、舒适的防电磁辐射服。
参考文献
［1］刘国华, 王文祖. 电磁辐射防护织物的开发［J］. 产业用纺织品, 2003, 21，(6).
［2］王进美, 田伟. 健康纺织品开发与应用［M］. 北京:中国纺织出版社, 2005.
本次比较试验的样本均由中国消费者协会工作人员以普通消费者身份在北京市大型商场 、电子市场及电视商场中购买，样本品牌标称有“爱目の镜”“佳虎”“金吉”“金屏”“ maxell”“神龙”“尤尼特”，产品涉及北京、深圳、广东中山等地的8家生产企业。样本 规格均为可适合15英寸显示器使用。
在几个样本中，有无厂址及电话的、有无中文标识的、也有仿冒的品牌，这些不规范的 产品都出现在一些电子市场中，经测试其质量也存在一定问题。因此，电脑防辐射屏市场可 谓鱼龙混杂，有待整治，否则无法保证消费者的合法权益。
测试结果
1．防辐射效果差异显著
对于电脑显示屏的电磁辐射，我国尚无标准规定究竟应对哪个频率进行测试，也没有确 定多少衰减量属合格。本次测试的防辐射性能对于0～1000MHz整个频段进行测试，选择1MHz 、3MHz、10MHz、30MHz、100MHz、300MHz等6个频率的频蔽效能进行对比。经测试，金吉、 金屏、尤尼特等3个样本在所测试的样品中防电磁辐射效果较好；maxell(2个样本)、爱目の 镜(2个样本)、神龙等5个样本有一定的防电磁辐射效果；佳虎不具有防电磁辐射的性能。
2．防静电效果大相径庭
样本的防静电性能测试了表面电阻率、起电电压和静电电压半衰期，按照标准规定材料 的表面电阻率小于1．0×1012Ω即为防静电材料，起电电压绝对值应小于100V，静电电压衰 减期应小于2．00秒。在10个样本中金吉、金屏、尤尼特等3个样本的防静电性能较好；佳虎 品牌的样本不属于防静电材料，不具有防静电性能。
3．光学性能水平不一
对于样本的光学性能，本次比较试验对其反射比、透射比和紫外透射比三项性能进行测 试。
电脑防辐射屏面向操作者一侧的光反射比应尽可能低，高反射比的防护屏会形成反射晕 ，使操作者感觉不适，易疲劳。样本中爱目の镜E―2515的光反射比较低，为0．7％，防反 光效果较好。
电脑防辐射屏的可见光透射比应尽可能高，一般2mm～3mm，光学玻璃的光透射比为90％ 左右。防辐射屏为达到防电磁辐射和减小反光的目的所采用的加工手段会使其透射比降低。 本次比较试验的测量结果是指样本在380nm～780nm之间的光透射比。如果透射比很低，电脑 操作者势必要提高显示器的亮度，有可能降低显示器的寿命。样本中，金吉的透射比比较高 ，为83．8％。
本次测试的紫外透射比是指样本在250nm～400nm之间的光谱透射比的平均值。虽然电脑 显示器的紫外线辐射较低，紫外透射比还应越低越好。其中maxell品牌树脂样本的紫外透射 比较低，为3．7％。
选择提示
1．“防辐射屏”与“视保屏”有区别。传统“视保屏”主要是为了保护视力，产品设 计时没有考虑到防电磁辐射的功能。而“防辐射屏”主要是为了衰减电脑的电磁辐射，兼有 视力保护的功能，提醒消费者不要将二者混淆。
2．万用表可方便快捷测量防静电性能。由于电磁辐射和静电辐射看不见摸不着，测量 仪器昂贵，测试方法复杂，一般消费者不好测试，而防辐射屏是依靠其表面透明导电的材料 起到防电磁辐射和防静电的，因此，只要用“万用表”上的电阻档来测量屏上玻璃的导电性 能，电阻越小(或电阻率越大)其防辐射和防静电性能相对较好。不导电的屏不会有防辐射和 防静电效果。
3．透射比太低眼睛容易疲劳。透射比低就意味着透明度差，通光量少。这时，人眼为 了看清屏幕上的文字或图形，就要使眼睛移近屏幕或调节眼睛的瞳孔放大，以获取更多的进 光量，眼睛长时间处于紧张调节状态，容易疲劳。
4．合理使用，减少反射光的影响。使用防护屏应避免正对窗或光源，因为玻璃表面难 免有反射。专家认为，在保证防辐射、防静电和高透明度的同时，如果再考虑降低膜层表面 的反射比存在一定的难度，需要改进工艺，增加较高的成本。因此，大多数的防护屏都存在 一定的光反射现象。
论文关键词:计算机 电磁辐射 信息安全 TEMPEST
论文摘要:利用电磁学的方法分析了计算机电磁信息辐射的原理?引入偶极子分析计算了计算机电磁信息辐射场的频谱与场强;研究了计算机电磁信息辐射接收机的接收原理?进一步定量分析了辐射场强与接收机带宽、噪声系数、接收天线定向性和增益之间的数值关系;阐述了计算机电磁信息泄露的方式和途径?概括了基于实际的军队计算机应用中电磁信息安全与防护的主要手段。
随着信息技术的发展和微型计算机的普及应要处理、传输、存储的军事机密的安全构成了严重的用?计算机已成为目前最关键、应用最广泛的信息处威胁?给国家和军队造成重大损失。理、传输和存储的电子设备。军队指挥自动化、国防为了确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存工程的通讯与指挥、现代化的武器装备以及智能化储更安全有效?就必须重视军用计算机的电磁信息的信息技术产品等无不与计算机有关。由于计算机安全与防护?研制、开发和使用防信息泄漏的计算的特殊构造方式?它在工作时?会向周围空间辐射电机。在计算机信息安全领域?电磁信息辐射的研究磁波?这些电磁辐射信号包含丰富的频谱资源?携带属于TEMPEST(Transient ElectroMagnetic Pluse Em-大量有用信息?一旦被敌方接收并破译?就对计算机anationStandard)的研究范围。
1电磁信息泄露原理
1。1计算机辐射原理
麦克斯韦于1846年归纳出了麦克斯韦方程组。根据麦克斯韦方程组(方程组(1))可知?电路中只要有电流的变化就会有电磁波的产生?任何时变电磁场都会向四周空间辐射电磁信号?任何载有时变电磁信号的导体都可作为发射天线向周围空间辐射电磁信号。
由公式(2)、()3可以看出?偶极子所载信号幅度越大?频率越高;功率越大?辐射场强越强;信号波形越尖锐?其频谱越宽;高频分量越丰富?其辐射场强越强。
计算机系统的主要硬件有主机、显示器、键盘、鼠标、打印机和其他外设备?电源线、主机与外设备间的互连线缆(信号线、数据线和控制线)?连接主机、外设备与互连线缆的连接器。计算机电路组成复杂?各个部件以及各种时钟电路都存在电磁辐射?产生携带大量信息的辐射电磁波。这些电磁波就通过计算机的主机、外设备、线缆和连接器向周围空间辐射?产生的电磁信息泄漏伴随计算机对信息的接收、处理和发送的全过程。
从信息种类来分?计算机电磁辐射信息包括视频信息、键盘输人信息、磁盘读写信息等。从辐射部件来分?计算机的电磁辐射可以分为处理器的辐射、通信线路的辐射、转换设备的辐射、输出设备的辐射等。
从辐射方式来分?还可以分为一次泄漏和二次泄漏。对于处于复杂电磁环境中的计算机?周围的电磁波接收和发射装置有可能成为计算机二次泄漏辐射的载体。如果计算机辐射信号以某种形式藕合到计算机周围的发射电路中?它以两种形式二次发射出去:辐射信号藕合在放大器的前级?被放大器直接放大发射出去;辐射信号藕合在混频器前级?与发射机内的本振经混频器混频再经放大器发射出去。二次泄露辐射的强度可能超过一次泄漏的辐射强度?降低了计算机设备的防护等级?增加了信号泄露的危险。
1.2计算机辐射信息的接收
计算机工作时产生的极其丰富的谐波资源可达兆赫兹(GHz)以上?电磁辐射最强的频带范围一般在20~so Hz之间?计算机的串口、并口、线缆和连接器?其信息泄露的带宽一般较低?约在01 MH:?只要接收机的带宽大于01 MHz?就能有效地接收计算机的辐射信息。计算机视频信息的电磁辐射较为严重?随着显示器的分辨率越来越高?辐射的频率范围也越来越宽?辐射强度也不断增加?被接收还原的可能性也不断增大。1958年?vna.Eck在论文中提出?可以在1仪x〕m处接收还原视频信息?20世纪90年代英国人称可以在160 m接收还原视频信号。其余部件的辐射?在满足接收机条件的情况下?
当确定了接收机的带宽B、接收机的噪声系数凡、接收机天线的定向性D(或者增益G)?便可以确定接收机能接收到的最低场强?只要大于最低接收场强的计算机电磁辐射信号均可以被接收机接收。
2安全与防护
为了降低计算机电磁辐射信息泄露的危险?确保涉及军事机密的信息的处理、传输、存储更安全有效?必须采取安全防护措施。目前的计算机防电磁信息泄露所采取的措施主要有3种?即信号干扰技术、电磁屏蔽技术和TEMPEST技术。
2.1信号千扰技术
信号干扰技术是指利用相关原理?将能够产生噪声的干扰机放在计算机旁?把干扰机发射出来的噪声电磁波和计算机辐射出来的信息电磁波混在一起?通过不同技术途径实现与计算机辐射信息的相关联?并产生了大量与计算机相同频谱特性的伪随机干扰信号?使干扰信号与计算机设备的信息辐射混合在一起向外辐射?所以能破坏原辐射信号的形态?降低辐射信息被接收后还原的可能。它具有造价低廉、移动方便、体积小、质量轻等特点?是目前国际上应用最广泛的一种防泄漏措施。
信号干扰技术主要是针对计算机的视频辐射信息泄漏采取的一种防护措施?缺点是干扰机的干扰噪声(白噪声)和计算机的辐射信号(主要是视频信号)的特性是不同的?可以被接收者区分开?提取到其中的有用信息。而且?信号干扰技术多采用覆盖式干扰信号?容易造成电磁污染和防护对象单一。
2.2电磁屏蔽技术
电磁屏蔽技术是利用电磁屏蔽原理?将计算机关键部分用特殊材料包起来?抑制近场感应和远场辐射、中断电磁辐射沿空间的传播途径?是解决电磁信息泄漏的重要手段。
电磁屏蔽有双重作用:减小电磁辐射泄漏;防止外界电磁干扰。屏蔽方法有多种?根据不同需要可以采用整体屏蔽、部件屏蔽和元器件屏蔽。如:屏蔽电缆、屏蔽电路、屏蔽机柜、屏蔽室等。屏蔽效果与材料性能、辐射频率、屏蔽体结构和辐射源的距离等有关。屏蔽体都需与大地相连?为屏蔽体上的电荷提供一条低阻抗的电气泄放通路。电磁屏蔽的效果与屏蔽体接地的好坏密切相关?一般屏蔽体的接地电阻都要求。从使用的效果来看?屏蔽室更理想?好的屏蔽室可使信号衰减60一140dB?缺点是造价高。采用电磁屏蔽的方法防止电磁辐射泄漏时?并不是所有的设备和元器件都能完全封闭在屏蔽室?内。比如?电源线、信号线等均与外界有联系?辐射电磁波可以通过传导方式传到屏蔽室外造成信息泄漏。
2.3 TEMPEST技术
TEMPEST技术即低辐射技术?是指在设计和生产计算机设备时?对可能产生电磁辐射的元器件、集成电路、连接线、显示器等采取防辐射措施?从而达到减少计算机信息泄漏的目的。前景较好的是红、黑设备分离技术。采用红黑分离技术制造红黑分离式计算机?是指在系统设计中引人红黑工程概念?将计算机设备上的信号分为红黑两种信号?红信号是指能被接收破译?并复现出有用信息的信号;黑信号是指即使被接收到?也不能复现出有用信息的信号。把红信号与黑信号完全隔离开来?然后对隔离后的红信号采取特殊处理措施?使其达到防电磁信息泄漏极限值的要求。在计算机设备中?相应地也定义了红设备、黑设备等概念。红设备是处理保密数据信息的设备?黑设备是处理非保密数据信息的设备。
红黑设备之间是不允许进行数据传输的。通常是在两者之间建立红黑隔离界面?仅仅实现黑到红设备之间的单向信息传输。
软件TEMPEST技术191是国外近年发展起来的新的电磁防护技术?基本原理是通过给视频字符添加高频“噪声”并伴随发射伪字符?使敌方无法正确还原真实信息?而我方可正常显示。它替代了过去由硬件完成的抑制干扰功能?成本较低。采用TEM-PEST技术的防护型TEMPEST计算机?使用软件来控制计算机辐射信号的发射?同时加入了专用的攻击程序?当有人企图截获信息时系统能自动保护并进行自卫反击。
一宗罪
内外板材缩水
作为主机各配件的承载者，机箱的主要作用是放置和固定各个电脑配件，因此机箱板材是否足够坚固、厚实，机箱所用的材料是否足够“良心”直接决定了机箱的品质。目前很多机箱的前面板都是了采用硬度较高的ABS或HIPS工程塑料制成，而高端一些的机箱则采用铝等金属材料打造拉丝质感的面板，更利于散热。机箱内部本身的钢板采用的则是镀锌钢板，此种钢板的优点是抗氧化、不易生锈。从色泽上来看，好的镀锌钢板多呈灰白色、哑光（图1），这种材质的内部钢板能够提供必要的板材强度。
劣质机箱为降低生产成本，前面板多采用废旧塑料、工程二次料，不仅强度达不到要求，极易风化变脆，而且带有异味，有的甚至会含有一些对人体有害的化学添加剂，长期使用会直接影响我们的身体健康。同时在钢材方面，劣质机箱也很糊弄，多采用次等的镀锌钢板甚至是镀锡钢板，即我们熟知的“马口铁”。此类产品的镀层一般较薄且不均匀（图2），后期往往会因镀层脱落引起生锈，造成机箱过早夭折。另外特别要注意的是，因为现在很多机箱内部开始流行黑化处理（图3），这样虽然机箱内部大幅度美观，但也给了个别劣质机箱偷工减料的机会。由于处理过后的机箱内部我们不再能通过目测判断其板材强度，如果用户准备购买售价超低的内部黑化机箱，推荐尽可能要实地看一下或者多观察用户真实晒单评论。
此外板材厚度也是衡量一款机箱是否优秀的一个重要标准。优质机箱的板材厚度多在0.7mm以上（图4），有的甚至可达到1mm以上，劣质机箱多在0.6mm甚至0.4mm以下。如此薄的机箱在后期的使用过程中，很容易因无法承载电源、主板、显卡、硬盘的重量而扭曲变形，最后导致主板间接变形或者与主板托架“亲密”接触，最终引起板件烧坏的恶果。同时会因板材过薄，出现共振现象而损坏硬盘。越来越重的显卡的重量也不能仅仅用PCI-E位螺丝去固定，机箱板材的坚固程度会直接影响主板承载显卡的重量（图5）。
二宗罪
散热性能欠佳
随着电脑性能的不断提高，硬件的发热量也越来越大，特别是对于高清视频爱好者和游戏玩家来说机箱是否具有良好的散热设计至关重要。优质机箱的散热设计合理，箱体宽大（图6），风道搭配合理，散热性良好，前后面板均有足够多的通风孔，前后都会有充足的风道风扇安装位置，可保证将硬件产生的热量及时带走。
而劣质机箱的散热设计刚好与之相反，不仅机箱空间狭小，硬盘、光驱和主板托架等布局凌乱、拥挤，而且无合理的风道，这样的机箱自然难当散热大任。机箱内的硬件往往会因温度过高而罢工，特别是对于发热量很高的CPU以及显卡来说，热量无法及时发散，很容易引起蓝屏、死机甚至过热无法开机等现象。
三宗罪
看不见的电磁辐射
说起PC对人的危害，许多朋友会不约而同地想起电磁辐射。目前，已经证实长时间的电磁辐射对人体存在危害症状，包括脱发、视力下降甚至失明、头痛、注意力不集中及可能对胎儿产生影响等。那么电磁辐射是如何形成的呢？简单地说电磁辐射是由电磁波的衍射现象造成的，电磁波在传播的过程中，如果遇到障碍物或缝隙时传播方向会发生变化，这就是所谓的衍射波（图7）。
降低电磁辐射的方法主要有三种，一是搭建通道尽量减少电磁波在传输过程中可能遇到的障碍物;二是屏蔽密封尽量减少电磁波在传输环境中存在的缝隙;三是在不得不保留孔洞等可能形成电磁波衍射渠道的情况下尽量缩小孔洞直径。由于电磁波衍射程度的强弱主要取决于障碍物和孔洞的大小，当障碍物、孔洞的大小与波长相同或稍小时衍射现象最明显，当孔洞直径明显小于波长时衍射现象会减弱。因此通过缩小孔洞直径的方法，会在很大程度上避免电磁波衍射现象的发生。
那么，什么是辐射？
概括的讲，辐射就是能量以波或粒子的形式在空间中传递.典型的是电磁波和核高能粒子.
电磁波是电场和磁场相互激发的组合 ，携带着能量和信息在空间传播.电磁波按照频率由低到高组成整个电磁波谱.由长波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线组成.核高能粒子就是核反应放出的氦核、电子等实物粒子.
其中X射线（原子内层电子跃迁）、 γ射线（来自核反应）又被称作电离辐射.医学上用X射线机作辅助检查.由于γ 射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤.但这两种极高频电磁射线和核反应产生的α粒子、β粒子实物粒子我们日常生活中根本接触不到.但由于人们对电磁波的定义和特性不了解，常把低频电磁辐射与电离辐射相混淆，甚至联想到核辐射，妖魔化电磁波，形成不必要的恐惧.
电磁波由波源发出后，一般以球状向各个方向传播，可能涉及吸收、折射、散射、绕射、多径干涉等一系列物理过程.电磁波传播能量以电磁形式由波源发射到空间的现象，称为电磁辐射.
二、准妈妈们怎么去防止辐射呢？
防护的第一原则：时间防护.
时间防护的原理是：在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射强度不变的情况下，缩短照射时间可减少所接受的剂量.或者说人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，从而达到防护目的. 时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间（缩短人体受照射的时间）.
第二原则：距离防护.
距离防护是外部辐射防护的一种行之有效的方法，采用距离防护的射线基本原理是首先将辐射源是看作为点发射源的情况下，辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比.增加射线源与人体之间的距离便可减少照射量，或者说在一定距离以外工作，使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，就能保证人身安全.从而达到防护目的.距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离.
第三原则是屏蔽防护
屏蔽防护的原理是：射线穿透物质时会反射、衰减损耗强度，当在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物（屏蔽材料）时，便可降低辐射水平.利用屏蔽体使得场源所产生的电磁能流不进入或少量进入被屏蔽区域，使人们在工作所受到的剂量降低到最高允许剂量以下，从而确保人身安全，达到防护目的.
当尽量满足时间和空间防护后，准妈妈们将眼光投向了屏蔽防护.而孕妇防射服成为当仁不让的选择.那么孕妇防射服又是怎么防止辐射的呢？
先从孕妇防射服屏蔽材料说起.现有的屏蔽材料原理大致可以分为三部分：（1） 以反射为主；（2） 以损耗为主；（3） 反射和吸收损耗相结合.屏蔽效果的好坏可以用屏蔽效能SE来度量.
SE =A +R +B
A是电磁波在介质中传输的吸收损耗，R是电磁波在介质表面的反射损耗， B 是电磁波在介质内部多次反射的损耗.其中吸收损耗A与屏蔽材料厚度成正比，磁导率、电导率越高的材料，其吸收损耗也越大.反射损耗R随着电导率的升高而增大，因此金、银、铜等良导体金属材料都具有良好的反射特性.多次反射损耗B在A>10 dB时，一般可以忽略不计.
所以应该选择合适的屏蔽材料构成的衣物.屏蔽材料的发展就直接意味着屏蔽效能SE的提高.在20世纪60年代出现了金属丝和服装纤维的混编织物，它对辐射有屏蔽作用.但手感较差，重而厚，不适合作为服装.接着在此基础上出现了服装纤维和金属纤维混编，舒适度有较大改善，但两种纤维混编使工艺难度加大，而且屏蔽效果不理想，还有毛刺和尖端放电现象.到了70年代出现了服装纤维镀金属表层织物，其保护效果好，薄而轻，舒适度好.随着工艺技术的发展，镀银、镀铜、镀镍现在都进入日常生活中，现在的孕妇防射服主要就是镀银织物的衣服.近年来纳米材料的屏蔽织物积极发展，由于纳米材料具有特殊的微波吸收性能， 同时还具有吸收频带宽、多功能、质量轻、厚度薄等特点，采用纳米材料是电磁屏蔽织物未来的发展方向.
那么现在孕妇防射服的屏蔽效能究竟怎么样呢？
据人们日常生活环境的电磁辐射源强度来分， 服装的屏蔽效能值SE 达到15 dB 时， 就能够满足防护普通家用电器的电磁辐射的需要，（如电脑、微波炉等；）屏蔽效能值SE达到60 dB， 基本能够屏蔽手机信号辐射从而达到防护电磁波辐射的需要.而从日常使用的金属镀层材料的表现来看，对达到70～80 dB平面波辐射，完全能够达到防护要求.但金属镀银技术面料经过折叠、水洗后，会在镀银表面形成微小断层，使面料不能构成最佳屏蔽.这时屏蔽效能下降最厉害，但仍然达到40 dB.由此可见，服装织物的屏蔽效能是完全可以满足屏蔽要求.
似乎防射服的屏蔽效能很可靠，那么准妈妈们是不是就很放心了？
关键词：基站 电磁环境 监测 评价 池州市
中图分类号：X837 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0034-03
Abstract： Chizhou construction mobile communication stations has more than 2600， according to the different region， the different type mobile communication stations samples 20%.After the monitor stations around various sensitivity points electric-field intensity mean value in 0.17～3.79 V/m， the corresponding power density value in 0.01～3.81 μW/cm2 between， around the stations the electromagnetic environment satisfies "Controlling limits for electromagnetic environment " （GB8702-2014） with the Anhui Province mobile communication stations electromagnetic environment control limiting value request， the overall environment quality is good.
Key Words： Basestations； Electromagnetic environment； Monitor； Appraisal； Chizhou city
电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波形式移动，传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。当频率大于100 kHz时，电磁波离开导体通过空间传播。这种在空间传播的电磁能量即为电磁辐射，因其具有的量子能量较小，约为10-6～10-3 eV/光子，故不足以引起物质分子的电离，故电磁辐射属非电离辐射。但当非电离辐射的强度及作用时间达到一定限值时就会对人体产生不良的影响[1]。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和γ射线等等。电磁波广泛应用于探测、定位和通信等方面。
1 基站电磁环境水平调查的意义
自20世纪90年代以来，无线通信技术得到迅速发展，移动通信从模拟信号发展到2G、3G、4G，移动通信基站越建越多，我国已成为手机用户最多的国家，通信基站发射的电磁波与公众的距离越来越近，电磁环境受到公众广泛关注。
截止2015年底，池州市共建了移动通信基站2 600多个，广泛分布于城市的各个区域，特别是城市建成区，更是基站密布。公众对随处可见的基站越来越感到不安，对于通信基站的投诉逐年递增，甚至有群体上访事件发生。主要原因是公众对电磁辐射的认识不足，容易受到一些不实传言影响。因此加强宣传，正确引导尤为必要。对池州市有代表性的基站进行电磁环境监测，评价电磁环境水平，满足公众的环境知情权，可起到正确疏导的作用。
2 池州市移动通信基站建设概况
池州市位于皖西南，东临黄山市、铜陵市、芜湖市，西与安庆市隔长江相望。总面积8 271.7 km2，总人口160万人。全市辖贵池区、东至县、石台县、青阳县及九华山风景区。池州地处皖南山区西北部与沿江平原接合地带，地势南高北低，有山地、丘陵、平原。南部山区以九华山、牯牛降为主体；中部岗冲相间，丘陵起伏；北部低平，多洲圩湖泊。因南部群山延绵，为保证信号的覆盖，所建的基站密度更大。
在池州市建设移动通信基站的单位有移动公司、电信公司、联通公司及铁塔公司等，到2015年底共建设物理基站2 600多个，使用的系统主要有GSM、TD SCDMA、TD LTE、CDMA、LTE FDD、WCDMA等5 000多套。绝大部分都是使用双极化天线，发射机标称功率38～80 W。天线架设方式有落地角钢塔、落地单管塔、防生树、楼顶美化天线、楼顶抱杆、楼顶景观塔等。
3 调查方法及评价标准
3.1 抽样原则
池州市域内的移动通信基站分布广泛，现场监测基站选取城市市区、县城城区、城市郊区、乡镇、农村等不同的区域有代表性的基站，重点关注居民或人群活动密集的区域。同时，选取不同机柜类型、不同天线架设方式、不同系统等基站进行监测，保证基站类型的代表性，抽测基站比例控制在20%左右。另外，监测基站还考虑不同功能区及重要的环境敏感保护目标等。
根据以上原则抽取55个基站进行监测，抽测的基站分布及天线架设方式情况统计见表1、表2。
3.2 监测布点原则
监测点位的布设主要依据《辐射环境保护管理导则――电磁辐射监测仪器和方法》（HJ/T10.2-1996）、《辐射环境保护管理导则―电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T10.3-1996）、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）》（环发[2007]114号）中相关规定进行，并结合实际情况灵活调整布点设置。充分落实“以人为本”的原则，主要考虑基站周围环境保护目标。
依据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）》第5.3条规定，在以发射天线为中心半径50 m的范围内可能受到影响的保护目标布设监测点[2]。发射天线为定向天线时，在天线主瓣方向内布设监测点。对于发射天线架设在楼顶的基站，在楼顶公众可活动范围内布设监测点位。
根据上述布点原则，并结合此次监测基站的天线主瓣方向及周边环境敏感点的分布情况，确定此次现状监测布点原则主要有以下几点。
（1）50 m范围内主瓣方向敏感点，30 m范围内任何方向敏感点。
（2）在主瓣方向50 m范围内人群经常达到的地方布水平剖面测量点，当测量值较高时，必须测至测量值出现明显下降趋势时止。
（3）在主瓣方向50 m范围内布垂直剖面（在一条垂线上，不同楼层布点），测点一般布设在天线方向一侧的房间窗户、阳台边或楼梯窗户边等位置。
（4）若基站有多套系统共建或邻近有其他基站，则根据实际情况适当加大监测范围。
（5）当受建筑物、河流等自然条件的影响无法实现上述布点方式时，则沿基站附近的公路或街道进行布点监测。
3.3 监测时间及监测规范
2013年11月至2015年4月对抽测的55座基站进行了监测，测量时间选择在基站正常工作时，一般为一天内8：00～20：00，每次测量时间不少于15 s，并读取稳定状态下的最大值，每个测量点连续测量5次，取平均值。监测时的环境条件满足《移动通信基站电磁辐射环境监测方法（试行）》的规定。
测量仪器选用德国Narda NBM550型综合场强仪，探头型号EF0691，探头频率响应范围100 kHz～6 GHz。仪器经上海市计量测试技术研究院校准，并在有效期内。
测量仪器探头（天线）尖端与操作人员之间距离不少于0.5 m，距地面（或立足点）1.7 m。基站监测范围内有多层建筑物时，进行垂直点位监测。
3.4 评价标准
3.4.1 《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014）
为控制电场、磁场、电磁场所致公众曝露，环境中电场、磁场、电磁场场量参数的方均根值应满足表3的要求。
3.4.2 《辐射环境保护管理导则――电磁辐射环境影响评价方法与标准》（HJ/T 10.3-1996）
该导则规定，对单个项目的影响必须限制在GB8702限值的若干分之一。对于由环保部负责审批的大型项目可取GB8702中场强限值的，或功率密度限值的1/2。其他项目可取场强限值的，或功率密度限值的1/5作为评价标准[4]。
在公众曝露在多个频率的电场、磁场、电磁场中时，应综合考虑多个频率的电场、磁场、电磁场所致曝露，应满足下式：
3.4.3 地方标准
根据《关于安徽省无线通信基站单址多套环境影响评价暂行标准的函》（安徽省环境保护厅，环辐射函[2009]474号），确定采用表4的评价标准。
4 监测结果分析
4.1 单址单套通信系统监测结果
池州市抽测的55个基站中，贵池区11个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.21～1.55 V/m，对应的功率密度值在0.01～ 0.64μW/cm2之间；东至县4个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.21～1.02 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.28μW/cm2之间；青阳县2个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.27～ 1.66 V/m，对应的功率密度值在0.02～0.73μW/cm2之间；石台县3个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.17～1.65 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.72μW/cm2之间，均小于安徽省无线通信基站单址单套通信系统电场强度5.4 V/m、功率密度8μW/cm2的标准要求。
4.2 单址多套通信系统监测结果
贵池区14个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.20～ 3.79 V/m，对应的功率密度值在0.01～3.81μW/cm2之间；东至县7个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.21～0.86 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.20μW/cm2之间；青阳县6个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.19～0.67 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.12μW/cm2之间；石台县5个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.28～1.56 V/m，对应的功率密度值在 0.02～0.65μW/cm2之间；九华山风景区3个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.32～0.45 V/m，对应的功率密度值在 0.03～0.05μW/cm2之间，均小于单址多套通信系统电场强度 8.5 V/m、功率密度20μW/cm2的标准要求。
4.3 不同区域的电磁环境分析
抽测的池州市建成区和各县建设区抽测的29个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.19～3.79 V/m，对应的功率密度值在0.01～3.81μW/cm2之间；城郊13个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.21～1.65 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.72μW/cm2之间；乡镇13个基站周围各敏感点电场强度平均值在0.17～1.66 V/m，对应的功率密度值在0.01～0.73μW/cm2之间。
5 结语
池州市移动通信基站周围电磁环境满足《电磁环境控制限值》（GB8702-2014）和安徽省无线通信基站电磁环境控制限值的要求，总体环境质量良好。城市建成区内的电场强度要略高于城郊和乡镇的电场强度，城区是居民较集中的区域，因此，要统筹优化城区的基站建设，可由铁塔公司统一负责基站规划建设，做到资源共享。对于个别区域电场强度偏高的基站，要采取控制发射机功率、限制载频、调整天线方向角等措施，降低电磁场对公众的影响。
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关键词： 电磁干扰； 电环控系统； 电磁辐射； 多电飞机； CST
中图分类号： TN03?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）03?0138?05
Study on emission characteristics of electromagnetic radiation for
MEA electric environmental control system
JIANG Dan， CAO Qunsheng
（College of Electronic and Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China）
Abstract： The three?phase PWM inverter as the main electromagnetic interference source generated from more electric aircraft （MEA） electric environmental control system is analyzed. According to the working principle of the three?phase PWM inverter circuit and its simplified circuit， the common mode current causing the electromagnetic interference is obtained by analysis. The common mode current is taken as the excitation source of the electromagnetic radiation model for the electric environmental control system to establish the electromagnetic radiation emission model of the MEA electric environmental control system. The electric environmental control system influencing on the electromagnetic environment in the cabin and electromagnetic coupling effect of the cabin cable is studied with 3D electromagnetic simulation software CST. The research results show that the electromagnetic interference generated by electric environmental control system makes the electromagnetic environment deterioration within the aircraft， increase the electric field strength of the interference in the cabin and other system crates and induced current of the cabin cable.
Keywords： electromagnetic interference； electric environmental control system； electromagnetic radiation； more electric aircraft； CST
0 引 言
在20世纪70年代已经提出了多电飞机（More Electric Aircraft，MEA）的概念，当时称为全电飞机。对于传统飞机，二次能源是液压能、气压能和电能三种混合能源模式[1]。飞机液压系统由油压驱动执行机构完成特定操纵动作，主要用于起落架、襟翼和减速板的收放，前轮转弯操纵，驱动风挡雨刷和燃油泵的液压马达，驱动副翼、升降舵和方向舵的助力器等；气压能主要来自于发动机的压气机压缩后的高压高温空气，主要用于防冰、除冰和作为飞机环境控制系统的原动力。飞机上的多种二次能源使飞机和发动机的结构变得复杂、性能降低、重量大、价格高，并且能源的使用效率降低，可靠性和生命力降低。而电能与液压能、气压能相比，具有容易输送、分配和变换以及减少设备元件重量和尺寸的优点，可以提高设备可靠性。多电飞机就是用电能代替集中式的液压能源和气压能源，使各种二次能源统一为电能，二次功率均以电的形式传输、分配。
在多电飞机上大量的高功率密度电动机、电力作动器（EMA）、多种电能变换器和其他多种用电设备给多电飞机的电磁安全带来了隐患[2]。多电系统的使用带来了更强的电磁传导和辐射，对机上电磁环境产生了严重的不良影响。由机各系统内部设备之间，各系统之间各类互连电缆多达上千条，数据表明，一架波音747大型客机的电缆总长度[3]达到274 km。导线可以认为是高效率的电磁波接收天线和电磁波辐射天线。在各种多电系统中，电环控系统的功率最高，对电能的需求最高，对其他系统的电磁影响也最显著；因此有必要重点对多电飞机中的电环控系统产生的电磁干扰源、发射和辐射对相邻线缆的影响等进行深入研究。类似方法可以用于多电系统的其他系统，如电作动系统、电防除冰系统等。
1 电环控系统中三相脉宽调制逆变器
交直流变换器（Pulse Width Modulation，PWM），即DC/AC逆变器，是电环控系统的重要组成器件，图1为DC/AC逆变器的主电路示意图。DC/AC逆变器的主要功能是完成DC 180 V至AC 115 Vrms/400 Hz交流电压的变换功能。在三相DC/AC逆变器中，各个开关管的导通和关断过程中，导致A，B和C相的端口电压[Va，][Vb，][Vc]不断发生跳变，而在电路中，电路?地间会形成寄生电容[Cp1，Cp2，Cp3，]电压[Va，Vb，Vc]通过寄生电容[Cp1，Cp2，Cp3]不断进行充?放电，因此产生了共模电流[icm1，icm2，icm3，]通过线路阻抗稳定网络（LISN）注入到逆变器的直流母线，如图1中虚线所示，对电网或其他设备产生共模传导电磁干扰（EMI）[4]。LISN也称为人工电源网络，它的作用就是为相线与地线之间和中线与地线之间提供50 Ω的恒定阻抗，为待测设备的传导干扰提供通道，并与电源上的高频干扰隔离开，还可以将干扰电压通过耦合方式输出[4]。
PWM逆变器输出端的差模干扰主要是由于输出电压中含有谐波引起的。在开关管开通、关断的瞬间，便有电流流过负载，该电流会耦合到直流端，因此导致了差模干扰的产生。
DC/AC逆换器产生的电磁干扰既有共模干扰又有差模干扰，但是在相同激励的情况下，共模干扰的幅度比差模干扰幅度大，频率比差模干扰的高，并且产生的辐射场强远远大于差模干扰产生的辐射场强[5]；此处仅对共模干扰电流产生的电磁辐射特性进行分析。
1.1 共模干扰电流分析
1.1.1 Buck电路的共模电流等效电路
如图2（a）所示为新型的交?交变频电源――Buck变换器电路[4]。
Buck变换器是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。当开关管T通断时，变换器的[P]点对参考地的电位不停的发生变化，而开关管对地之间存在寄生电容，因此变化的电位会对该寄生电容进行充放电，形成共模电流[Icm。]共模电流[Icm]流过寄生电容[Cp，]然后经过散热器到达参考地，再通过LISN的50 Ω和0.25 μF的电容回到直流侧，分成了两路电流[I1]和[I2，]如图2（a）中带箭头虚线所示。[I1]直接通过直流母线正极的连接线回到开关管的集电极，而[I2]则通过直流母线的负极经电解电容后回到开关管的集电极，这两条电流[I1]和[I2]的不同在于[I2]通过了直流母线上的电解电容。电解电容有一定的等效串联电感和等效串联电阻。假设它的等效串联电感为[Le、]等效串联电阻为[Re，]并且[Le]的数量级一般为nH级；[Re]一般为0.1 Ω左右；假设共模电流回路中导线的寄生电感为[Lp，Lp]的数量级一般为μH级；显然，电感[Le]远小于电感[Lp，]电阻[4][Re]远小于50 Ω。因此电解电容的等效串联电阻和等效串联电感的影响通常可以忽略，[I1]和[I2]流过的通路就是一样的，并且[I1]和[I2]为共模电流[Icm]的[12。]
图2（b）为Buck电路的共模电流等效电路。图中电压源[V]表示开关管T两端的电压，直流电源被认为是短路；[Lcm]代表散热器与参考地的连接线的等效电感；[Lcab]代表从LISN到直流电容的等效电感；[Rin]代表从LISN到直流电容的等效电阻；[Cp]是开关管发射极对参考地的等效寄生电容；[Cn]是电解电容之后的直流母线正负极对参考地的等效寄生电容[4]。当图2（a）中开关管T与二极管D的位置调换后，此时Buck电路的共模等效电路模型与图2（b）中电路完全一样。
1.1.2 共模电流的等效电路
考虑图1中三相PWM逆变器的共模电流时，可以把A，B，C三相桥臂分开来分析。以A相桥臂为例，它产生的共模电流可以采用Buck变换器等效分析的方法，A相桥臂中的开关管T1两端电压用电压源[V1]等效。B相桥臂、C相桥臂也类似，开关管T3和T5两端电压分别可用电压源[V2]和[V3]代替。三个桥臂产生的共模电流的和，即为三相PWM逆变器的共模电流。对于每个桥臂，它们的物理特性是一样的，都只是由绝缘栅双极型晶体管（IGBT）组成的，也就是说，每个桥臂中点对地的寄生电容[Cp]的大小是一样的。三相PWM逆变器中的其他无源器件的等效电路变换，与Buck电路中的一样。由以上分析可得，PWM逆变器共模电流的等效电路如图3所示 [6]。
在建立三相PWM逆变器的共模电流等效电路时虽然采用了与Buck变换器等效电路一样的分析方法，但是与Buck变换器也存在差异，PWM逆变器桥臂中点对地的寄生电容是上下管叠加以后合成的，所以在开关管完全一样的条件下，逆变器的寄生电容[Cp]要比Buck电路的寄生电容[Cp]大；同样，三相PWM逆变器中直流母线正负极对地的寄生电容[Cn]也是由三个桥臂合成的，它也比Buck电路的寄生电容大一些。
利用戴维南等效原理，再对图3的电路进行简化，电压[V1+V2+V3]简化为电压源[V，]同时，[Lcab2+Lcm]简化为电感[L，]25 Ω和[Rin]的等效电阻简化为电阻[R，]因此得到的简化电路如图4所示[6]，简化后的等效电路是一个二阶RLC电路。与图3相比，可以看出图4中并没有考虑0.5 μF的电容，原因是[Cp]和[Cn]都是pF级的，它与0.5 μF的电容串联后几乎还是等于
由于共模电流是由[dvdt]引起的，求解共模电流的实际波形可以等同为求二阶电路的零状态响应。逆变器每个桥臂在进行开关动作的过程中都会引起共模电流，因此对于三相逆变器，只需要得出一个桥臂的时域波形，另外两个桥臂的时域波形也可以用类似的方法求解。当[dvdt]非常大时，电压源可以近似用阶跃函数表示。
根据图4以及基尔霍夫定理，可得到阶跃响应的电流表达式为：
式中：[ω0=1LC]是谐振电路的谐振角频率；[ζ=][R2CL]是谐振电路的衰减系数；[Z0=LC]是谐振电路的特征阻抗。
当[ζ2?1]时，谐振电路的电流可表示如下：
文献[6]中采用LCR电桥测量的实验方法，直流母线电压为180 V，测得等效电路中无源器件参数[R，][Lcab，][Lcm，][Cp]和[Cn]分别为25 Ω，4.8 μH，2.8 μH，300 pF和1 200 pF，所以该三相逆变器的共模电流的表达式为：
1.2 三相PWM逆变器的电磁辐射模型
三相PWM逆变器的共模辐射可以用一个接地平面上长度[λ4]的短单极天线进行等效[5]，如图5所示。
图5中DC/AC变换器电源线上的共模电流可以采用式（3）的形式作为天线等效模型的激励源，天线本身视为电源线，所产生的电磁能量以电磁波的形式向周围空间传播，形成电磁辐射干扰。
2 多电飞机电环控系统电磁效应的仿真模型
在三维电磁仿真软件CST中建立B737?300整机电磁模型，该型号客机[7]总长为33.4 m，翼展28.9 m，最大高度4.01 m。由机的机翼、尾翼等结构对电环控系统电磁辐射覆盖和线缆的耦合几乎没有影响，综合考虑仿真系统和和计算时间的限制，在实际仿真中将机翼、尾翼外部结构不在计算范围之内。在仿真过程中，设置飞机外壳、前后门、安全门材料为导体材料；舷窗、驾驶舷窗为相对介电常数为4.4，损耗角正切为0.03的介质材料；客机中椅子、行李架以及地板为相对介电常数为3.14，损耗角正切为0.035的介质材料。
一般电环控系统采取双环控调节器，分别安装在机翼下方的电子设备舱中，根据电环控系统在客机中的位置以及1.2节中分析得到的电环控系统电磁干扰源DC/AC逆变器的电磁辐射模型，在简化的机身仿真模型中建立该系统的电磁辐射模型作为电磁干扰源。
在客舱地板下方与货舱上隔板之间创建两根穿舱线缆，分别从客舱前部直至后设备舱尾部，总长为21 m，线与线之间的间隔为40 cm，该线距远大于HB 6524?91《飞机电线、电缆电磁兼容性分类及布线要求》中规定的各类电线布线的间距[8]。线缆类型分别采用单线和同轴线。单线的内半径为1 mm，两端接有50 Ω的负载，同轴线采用RG58型，两端同样接有50 Ω的负载。线缆两端分别连接两个铝制机箱，两机箱的外尺寸分别为：800 mm×400 mm×500 mm，厚度为1.3 mm，两机箱侧面分别开有通风孔。
图6所示的为飞机内部模型，显示了飞机内部地板、座椅、前后门、安全门、舷窗、驾驶舷窗等部件以及飞机内电环控系统辐射模型、穿舱线缆、机箱。
以及穿舱线缆、机箱的位置
在整个客机中，设置4个电场探针，如图7所示，图中[p1，p2，p3]分别为客舱内不同位置电场强度的探针，[p4]为穿舱线缆一端机箱内中心点电场强度的探针位置，该探针位于地板的下方。
3 多电飞机电环控系统电磁效应的仿真结果分析
在CST中采用传输线矩阵法（TLM）进行时域仿真[9]。仿真频率范围设置为0～150 MHz，仿真时间设置为10 μs。进行电磁仿真时，将该共模干扰电流信号作为激励源。仿真结果如图8～图10所示。
图8为客舱内不同位置探针的电场强度随时间的变化曲线。探针[p1，p2]和[p3]处的电场强度峰值分别为0.94 V/m，15 V/m和0.14 V/m。从图8中可以明显看出，探针[p2，][p1]和[p3]处电场强度依次减小，说明客舱内不同位置处受到的电环控系统对外辐射的电场强度不同，并且客舱内离电环控系统的位置越近，受到的电磁干扰的电场越强。
图9为穿舱线缆一端机箱内中心点的电场强度随频率的变化曲线，反映出系统间的电磁辐射干扰。此处，电环控系统作为干扰源，对设备舱内其他机箱内的系统会产生一定的电磁干扰。机箱内中心点处的电场强度还与机箱的谐振频率（机箱的尺寸）、机箱通风孔的形状及大小等因素有关。
图10为穿舱线缆单线和同轴线内导体上的感应电流随频率的变化曲线，单线上的感应电流的峰值约为6.18×10?7 mA（-180 dBA），出现在频率为1.8 MHz时。图10中表明，单线上的感应电流要远高于同轴线内导体上的感应电流值，表明同轴线对电磁辐射具有一定的屏蔽作用，屏蔽效果明显优于单线。按照RTCA/DO?160G中对射频敏感性的规定[10]，此类连接敏感设备的穿舱线缆所处电磁环境属于S类，S类所对应的传导敏感性测试水平电流最高为1.5 mA（-56.48 dBA）。显然，电环控系统产生的电磁辐射场通过穿舱线缆耦合从而对敏感设备造成的干扰较小，但是当多电系统的数目增多会使得线缆上的感应电流明显增大。
4 结 语
本文提出了一种多电飞机电环控系统的电磁辐射简化模型，通过理论分析确定了电磁建模的结构，并利用了三维电磁仿真软件CST对其进行了系统的电磁仿真。同时，仿真得出客舱内不同位置处、电子设备机箱内部受到的干扰电磁辐射的电场强度和穿舱线缆上的感应电流。仿真结果表明，电环控系统的引入会导致客舱内的干扰电场的增加，对人员和设备会产生一定的危害，而且该系统的电磁辐射对其他系统机箱内的电子设备也会产生一定的电磁干扰。随着多电系统的增加，穿舱线缆上的感应电流增加，都会影响到电缆本身以及外接的电子设备，因此有必要对多电飞机中电环控系统的辐射发射特性进行研究，这对多电飞机的概念设计阶段具有实际的指导意义。
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【关键词】冲击矿压；发生机理；影响因素；防治措施
1.冲击矿压分类
根据国内外的分类方法，冲击矿压可分为由采矿活动引起的采矿型冲击矿压和由构造活动引起的构造型冲击矿压。而采矿型冲击矿压可分为压力型、冲击型和冲击压力型。压力型冲击矿压是由于巷道周围煤体中的的压力由亚稳态增至极限值，其聚集的能量突然释放。冲击型冲击矿压是由于煤层顶底板厚岩层突然破断或位移引发的，它与震动脉冲地点有关，而与事故地点无关。在某种程度上，构造型冲击矿压也是冲击型的。冲击压力型冲击矿压则介于上述两者之间，当煤层受较大压力时，在来自周围岩体内不大的冲击脉冲作用下发生的冲击矿压[2]。
2.冲击矿压发生机理
冲击矿压发生的原因是多方面的，但总的来说可以分为三类，即自然地质因素、开采技术条件和组织管理措施。
冲击矿压的发生需要满足能量条件、刚度条件和冲击倾向条件。这些条件可以用煤层和顶底板的刚度来说明。
（1）当煤层和顶底板的刚度均大于零，煤岩体稳定。
（2）当煤层刚度小于零，但煤层和顶底板的刚度之和大于或等于零，煤岩体亚稳定或静态破坏。
（3）当煤层和顶底板刚度之和小于零，煤岩体强烈破坏，发生冲击矿压。
煤矿中，煤层，底板，顶板构成一个平衡系统。其中顶底板的强度均比煤层大，而且煤层是开采对象，故在压力作用下，煤体容易遭受破坏，如果是稳定破坏，则表现为煤柱的变形、巷道压缩等，如果是非稳定、突然破坏，则表现为冲击矿压或突出。
3.常见的几种显现状态
冲击矿压现象就是一种以急剧、猛烈破坏为特征的矿山压力的动力现象。主要表现为以下几种状态：
（1）弹射：单个碎块从处于应力状态下的煤或岩体上弹射出来，并伴有强烈声响，这种是属于微冲击现象。
（2）矿震：它是发生在煤体或岩体内部或深部的冲击矿压，即深部的煤体或岩体发生破坏，但是煤或岩石不向已采空间内抛出，只有片帮或散落现象， 煤或岩体震动， 伴有声响，有时产生煤尘。较弱的矿震称为微震。
（3）弱冲击：煤或岩石向已采空间抛出，但破坏性不大，对支架、机器和设备基本上没有损坏，对工作人员已可构成伤害。围岩产生震动，一般震级在2.2 级以下，伴有很大的声响，产生煤尘，在瓦斯煤层中可能伴有大量瓦斯涌出。
（4）强冲击：部分煤或岩体急剧破坏，大量向已采空间抛出，产生严重后果，出现支架折损、设备移动和围岩震动，震级在2.3级以上，并伴有巨大声响，形成大量煤尘和产生冲击波。其强度足以对人员构成极大的伤害。
4.冲击矿压的影响因素
影响冲击矿压发生因素是开采深度和地质构造， 煤层和顶底板岩石的物理力学性质， 以及开采技术条件。
4.1地质因素
4.1.1煤层和顶底板岩石性质及特征
顶底板岩层比较坚硬， 这就使的其在破坏前的全部变形中，弹性变形占的比重大，而塑性变形所占比重小。这样一来， 厚而坚硬的顶板， 其初次来压和周期来压步距较大（初次来压步距一般在50m左右） ， 采后易形成大面积的悬顶， 积聚大量的弹性能，是发生冲击矿压十分典型的条件。再就是，煤层坚硬有脆性， 其抗压强度也随之增大， 当其承压达到极限平衡时，在外部诱因（如放炮等）的作用下使其平衡状态破坏，煤体发生脆性破坏，弹性能突然释放，发生冲击矿压。另外，煤层厚度越大，其煤体发生脆性破坏的倾向性越大，发生冲击矿压的机率也越大。
4.1.2地质构造
通常在地质构造带中尚存有一部分地壳运动的残余应力，形成构造应力场。在煤矿中常有断层、褶曲和局部异常（如底板凸起、顶板下陷、煤层分岔、变薄或变厚等现象）等构造带。如断层在形成的过程中，断裂能够释放一定的能量，使其两侧的构造应力降低。但在断层的尾端构造处，仍可积聚有较大的残余应力，给发生冲击矿压创造了必要的条件。冲击矿压就常常发生在这些构造应力集中的区域。
4.2开采技术因素
开采技术因素可以从两个方面促使冲击矿压的发生：一是人为地形成高度应力集中，增加发生冲击矿压的危险性；二是改变应力状态和产生震动，可以诱发出冲击矿压。具体分析如下：
4.2.1采煤方法
各种采煤方法的巷道布置和顶板控制方法不同，所产生的矿山压力和分布规律也不同。一般来说，短壁体系（房柱式、刀柱式、短壁水采等）采煤方法由于采掘巷道多，巷道交岔多，遗留煤柱多，形成多处支承压力迭加，容易发生冲击矿压。因此，具有冲击危险的矿井最好采用直线长壁式采煤方法。
4.2.2煤柱的状况
煤柱是产生应力集中的地点。孤岛形和半岛形煤柱可能受几个方向集中应力的迭加作用，因而在煤柱附近最容易发生冲击矿压。煤柱上的集中应力不仅对本煤层开采有影响，而且对下部煤层形成冲击条件。
4.2.3采掘顺序
采掘顺序对于矿山压力的大小和分布影响很大，巷道相向掘进， 回采工作面相向开采，以及在工作面前方的支承压力带开掘巷道，都会使支承压力迭加而可能发生冲击矿压。因此，应当避免同一区段上两翼工作面同时接近上下山。
5.冲击矿压的防治措施
5.1预测、预报工作。
电磁辐射监测预报：电磁辐射监测的原理是，利用电磁辐射仪接收采掘生产过程中煤岩体在矿压作用下产生、发射电磁辐射的信号，即监测到的电磁辐射强度能反映煤岩体内部应力变化尺度及破坏程度的特征信息。自掘进工作面迎头向外50m范围内每隔10m布置一测点，在该区域内进行电磁辐射监测。监测矿成立专门防冲击矿压专业队伍，利用仪器对煤层进行观测，如利用电磁辐射仪每班重点区域进行设点观测，通过分析每天对冲击矿压危险性做出预报。
5.2采取注水卸压、钻孔卸压、爆破卸压（包括松动爆）、顶板注水或强制放顶等减缓应力集中程度的措施，规定时间、地点、相应的工艺参数以及检查实施效果的方法。钻孔卸压：钻孔卸压的实质是钻孔接近高应力带时，煤层中积聚的弹性能破坏钻孔周围的煤体，因此，在每一个钻孔周围形成一定的破碎区，当这些破碎区互相接近后，形成一个较大的松动区，煤层卸压释放能量，从而消除或减缓煤岩体冲击危险性。
5.3生产技术专项措施。
①合理布置巷道，不留中间煤柱，风道与上段净煤柱应留5～7m，避开应力峰值区，石门绕道等应与上下两巷垂直布置。②开采有冲击矿压危险煤层，两巷断面应不低于8，并使用锚网、锚索加钢带的主动支护方式。
6.结论
煤矿开采过程中，冲击矿压现象的危害程度比一般矿山压力显现程度更为严重。尤其是同煤集团的一些矿井开采边角煤、保护煤柱的条件下，开采中更易发生冲击矿压，造成严重的自然灾害。但是，我们在掌握其成因和机理，并了解影响其发生因素的基础上，在现有的技术水平下，通过对冲击矿压认真地测定，并针对具体情况采取有效的防治手段，完全可以消除或大大减少冲击矿压事故，确保煤矿正常有序的生产。
（1）确定煤层冲击危险状态及等级对冲击矿压治理有重要意义。
（2）在一定的围岩与压力条件下，任何煤层都有可能发生冲击矿压。通过一定的方法，冲击矿压是可以防治的。
（3）由于冲击矿压的随机性和突发性，必须进行冲击矿压危险的区域预报与局部预报相结合，早期预报和及时预报相结合，采用多种方法进行综合预测。
【参考文献】
[1]陈文波.冲击矿压产生原因及防治措施[J].煤炭技术，2005.
